集裝箱碼頭智能電量自動采集管理分析系統

周小峰

（天津五洲國際集裝箱碼頭有限公司 天津 300456）

1 背景介紹

能源是人類社會賴以生存和發展的基本條件之一，是保障國民經濟可持續、穩定、協調發展和提高人民生活水平的重要物質基礎。中國的能源、資源儲量雖然豐富，但人均資源擁有量卻不到世界人均水平的1/2，并且由于目前我國用能單位管理粗放、工藝及設備等較為落后，使得單位產品的能耗過高、能源利用效率與世界先進水平相比約低10多個百分點，進一步加劇了能源的供需矛盾，從而嚴重制約著國民經濟的發展。

在全球經濟一體化、區域合作日益密切的今日，國際集裝箱樞紐港對經濟促進作用越來越重要，政府對建設國際集裝箱樞紐港的支持力度越來越大，影響也日益增大。自2004年以來，我國港口建設高速發展，我國與周邊國家既形成了市場競爭又形成了共贏發展的格局。港口之間的業務競爭日趨激烈；能源價格的上漲和國家對節能減排的要求使得港口越來越重視通過科技提高競爭力和節約能源降低成本。

2 系統簡介

電量采集管理分析系統是公司自行開發的一套基于遠程數字電表實時采集的信息系統，集電量采集、能耗管理、作業數據匹配和能耗情況分析為一體。本系統采用B.S.（瀏覽器/服務器）架構，使用一臺中心服務器作為數據采集和存儲設備；用戶可以使用臺式計算機上的IE瀏覽器作為客戶機終端使用系統的各項功能。一方面，本系統通過局域網（Ethernet）技術采集位于遠程變電所內設備電表的實時電量變化情況；另一方面，本系統通過提供一個FTP上傳服務，收集來自碼頭操作系統的作業數據文件，監控每臺場內設備（軌道橋，岸橋）的裝卸作業情況。通過以上兩個數據來源，本系統收集相關數據并將數據過濾、整理、分析和存儲到服務器上的SQLServer數據庫中。本系統在中心服務器上建立一個IIS數據服務，用戶可以通過局域網中的任何一臺計算機的瀏覽器訪問此服務。

圖1 系統軟件結構圖

3 系統功能結構

3.1 系統軟件部分結構圖

系統軟件結構如圖1所示，主要由數據采集、用電量統計和數據分析三部分組成。

數據采集：一方面包括針對岸橋、軌道橋、高桿燈和冷藏箱等耗電設備電量的不間斷采集；另一方面對公司COSMOS數據庫的作業人、作業類型、船名、航次、日期、箱號、箱型、尺寸、箱重、作業時間、場位等業務數據的采集。

用電量統計：針對采集數據，一方面用于與集團公司節能計量管理部門接口，按集團公司要求進行開發；另一方面把采集到的電量數據與作業數據進行篩選和計算。

數據分析：通過對公司COSMOS系統數據源和采集到電表電量數據源，計算出包括生產用能情況分類對比，包括單機、單人、單船、單班次等能耗的數據跟蹤分析。

3.2 系統功能介紹

圖2

系統功能模塊如圖2所示，主要由能耗監測、能耗統計和能耗分析三部分組成。

能耗監測：能夠清晰地看到碼頭各耗電設備的用電情況，如圖3所示。

圖3

也可在此頁面中分別選擇岸橋、軌道橋、冷藏箱、高桿燈、低總，然后對其中一個進行單獨監測，如圖4所示。

圖4

能耗統計：通過對設備、人員、班組、船舶的實時作業數據和電量數據進行匹配計算，設置任意時間段對設備、司機、班組和船舶的作業箱量、作業耗電量、非作業耗電量、作業單耗和總單耗進行橫向對比，如圖5所示。

圖5

能耗分析：在能耗分析界面中通過餅圖、柱圖的方式分別以班組、設備、人員地選擇清晰地顯示指定時間段的各種能耗對比，為優化裝卸工藝、軌道橋工藝研究、設備選型、能耗定額標準制定等工作提供有力的技術支撐，以能耗管理系統為基礎，實施合理有效的考核與獎懲制度，激發職工節能的主動性和積極性，從而進一步提高生產管理與能源管理水平。

4 系統創新點

4.1 實現了設備能耗管理工作的一體化、智能化、數字化。

4.2 系統可擴展性強，可將系統升級為單船能耗成本分析，進一步的擴大碼頭信息化發展。

4.3 采集COSMOS數據庫內全時段作業信息，包括作業人員、作業類型、船名、航次、日期、箱號、箱型、尺寸、箱重、作業時間、場位等數據，使其與電量數據高度整合，應用性更強。

4.4 把設備能耗統計中的非作業耗電量剔除，實現真正的設備、船舶和人員的作業單耗統計。

4.5 使用先進的WEB技術，用戶可以通過局域網中的任何一臺計算機的瀏覽器訪問此服務。

5 系統功能擴展

5.1 構建單船作業分析系統模型

在國內很多集裝箱裝卸作業過程中，通常是憑借碼頭業務操作人員的經驗來估算某條船舶裝卸作業應該配置岸橋、場橋、拖車、叉車和正面吊的數量。為提高船舶作業效率，建立一套船舶作業成本分析系統模型對投入的機械設備、人力成本等進行系統分析，優化業務流程和裝卸工藝，達到投入的機械設備、人力成本、船舶作業效率和船舶利潤的最佳平衡點，為碼頭業務人員提供系統分析依據，實現集裝箱碼頭裝卸由傳統的粗放管理手段向精細化管理戰略發展的轉變。

依托我公司電量采集管理分析系統、生產管理系統（COSMOS）、財務管理系統和設備管理系統等提供基礎數據，建立單船作業成本分析系統模型，對集裝箱碼頭單船作業過程進行分析，控制單船變動成本的支出，實現對碼頭船舶作業投入合理的機械設備和人力等。

5.2 單船作業分析系統主要指標和計算公式

港口企業不直接生產有形的物質產品，只實現貨物的空間位移，即裝卸作業是以服務的形式產生下效益，但企業活動的根本目的是實現利潤最大化，分析的基本模式是：利潤=裝卸收入-（固定成本+變動成本）。

固定成本包括：工資、折舊費、財產保險費等。

變動成本包括：電費、修理費、材料費、燃料以及各類勞務費用等密切相關的費用。

6 結語

電量采集管理分析系統加強了電能與設備作業信息融合度，通過司機、設備、船舶和班組的作業能耗對比分析，能及時發現人力與機械配置上的問題，從而優化設備資源配置,改進裝卸工藝，發現節能效果優異的操作流程和方法。有效的減少人、機、能耗費用的支出，以控制成本的增長；更合理的考核工作效率，促進生產發展，制定各種標準定額、評估經濟效益提供可靠的數據。